摘要： 法國立達公司加彈機的驅動部分采用了KEB變頻器，其與上位機的通訊協議為DIN 66019協議。根據現場實際工況使用Danfoss變頻器替換KEB變頻器。丹佛斯變頻器采用FC通訊協議。故需要開發專用的通訊協議轉換網關，完成DIN 66019通訊協議到Danfoss FC通訊協議的轉換工作。
關鍵詞：丹佛斯 變頻器 加彈機 KEB 立達
Abstract: The drive part of textured machine from France Rieter Company used KEB inverter, it communicates with Host controller under DIN 66019 protocol. Now the KEB inverters are replaced by Danfoss inverters according to the actual situation for equipment maintains and upgrades. Danfoss FC protocol is applied in Danfoss inverter. So a protocol conversion gateway for completing the task of conversion between DIN 66019 protocol and Danfoss FC protocol is needed.
Keywords: Danfoss Inverter Textured machine KEB Rieter
1．引言
數年前化纖工業蓬勃發展時期國內有很多來自法國立達公司的加彈機生產線投運，如圖1所示。加彈機是化纖生產中的重要設備，其包括上油、黑輥、橫動、羅拉、假捻和菱邊成型的高穩定性和高精度要求的驅動。經過十余年生產運行，電氣驅動部件老化，故障增多，設備維護工作量大，而該部分的主要部件—原裝的老型號KEB變頻器因廠家產品升級換代，已經停止生產，因此決定采用性能優異的丹佛斯變頻器進行設備改造。然而原來的系統上位機與變頻器之間采用的是DIN 66019協議，而Danfoss變頻器采用的是 FC協議，故需要開發一通訊協議轉換網關以完成主控上位機與Danfoss變頻器之間的通訊協議轉換工作。原KEB變頻器組成的RS485通訊網絡結構如圖2所示。
圖1 加彈機外觀
圖2 立達加彈機KEB變頻器RS485通訊網絡結構
2．項目改造設計
為了節省投資，變頻器替換采取逐步進行方式，即損壞一臺KEB變頻器，替換一臺。也就是說系統中將同時存在兩種變頻器和兩種協議。現在要開發的通訊協議轉換網關就是要使其對上位機而言，丹佛斯依然被視作DIN 66019協議的數據設備；而對于Danfoss變頻器而言，還是在Danfoss FC協議控制下工作。此外，根據功能需求分析，該協議轉換網關需要具有伸縮性，即增加Danfoss變頻器時，需要將新增加的Danfoss變頻器包裝成DIN 66019協議下的設備，而不管丹佛斯變頻器的數量多少，在上位機看來，它們應該是DIN 66019協議下的與原KEB變頻器沒有任何沖突的設備。兩種協議并存的結構框圖如圖2所示。
圖3 兩種協議并存的通訊網絡結構
3．協議轉換網關功能框圖
為了實現高效的通訊應答控制，同時為了使程序結構簡明、清晰，協議轉換程序采用多線程結構。在存儲器中開辟出一塊公共數據區，用于兩個相對獨立的通訊線程的數據存取與共享。線程1為上位機與網關之間的通訊線程，采用DIN66019協議，當上位機發指令時，線程1將上位機的指令存入公共數據區，然后應答上位機；當上位機讀取數據時，線程1立即將公共數據區內的相關數據發送回上位機。另一個線程為網關與Danfoss變頻器之間的通訊線程，采用Danfoss FC協議，網關從公共數據區取得來自上位機的指令，轉為FC協議數據發送至Danfoss變頻器，Danfoss變頻器在收到指令之后應答網關；空閑時網關連續讀取變頻器的狀態和運行數據刷新公共數據區。結構框圖如圖4所示。
此種多線程的通訊方式比之以前的模式—上位機發送-網關接收-網關發送-Danfoss變頻器接收-Danfoss變頻器應答-網關接收-網關發送-上位機接收，響應速度提高數倍，這樣才能確保上位機不會因為通訊超時而報警。
圖4 協議轉換方案框圖
4 結論
經實踐證明，該方案順利實現了對立達加彈機原裝舊型號KEB變頻器的替換工作，為客戶帶來了更低的成本、更好的產品和服務。
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